25 במרץ 2011
שליטה עצבית ותהליכים קוגניטיביים ניתן ללמוד באמצעות תנועות עיניים. תוכנת VisualEyes מאפשרת למפעיל לתכנת גירויים על שני מסכי מחשב באופן עצמאי תוך שימוש בשפה פשוטה, scripting המותאם אישית. המערכת יכולה לעורר תנועות עיני טנדם (קפיצות האלה ומרדף חלק) או תנועות עיניים יריבה (התמיינות), או כל שילוב.
המטרה הכוללת של הליך זה היא לאפשר לנסיין ליצור מערך של גירויים חזותיים באמצעות מערכת העין החזותית לביצוע מחקר אוקולרי-מוטורי. ראשית, יש לכייל את מערכת העין הראייתית על ידי המרת ערכי פיקסלים למעלות באמצעות מטרות מדודות. השלב השני הוא להגדיר את המיקומים הראשוניים והסופיים של גירוי העין השמאלית והימנית על ידי שמירת הגירויים בספרייה לפני מפגש הניסוי.
ולבסוף, מוניטור תנועות העיניים ממוקם על הנושא והתסריט הניסיוני מופעל כדי לתעד את תגובות תנועת העיניים. בסופו של דבר, ניתן להשיג תוצאות המציגות עקבות מיקום ומהירות של תנועות עיניים. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון תוכנה קניינית, הוא שהמפעיל מרכיב כל גירוי חזותי לביצוע כל סוג של ניסויים מוטוריים בעיניים.
מי שמדגים את ההליך הזה הוא דוקטורנט על קים מהמעבדה שלי. ניתן להשתמש בכל סוג של צג תנועת עיניים עבור מערכת זו. בהדגמה זו, מעקב אחר לימבוס ומערכת ניטור וידאו של תנועות עיניים ישמשו למעקב אחר תנועות טנדם כגון מרדף פסיכוטי או חלק.
מחשב יחיד יכול לשמש לתצוגה החזותית כדי לחקור תנועות עיניים מנוגדות כמו בתולות או אינטראקציה של בתולות עם תנועות גרסת טנדם. יש צורך בהיקף הפלו עם שני צגי מחשב לתצוגה חזותית. ראשית, יש צורך בכיול כדי להמיר קבוצה אחת של מדדים לאחרת מכיוון שתנועות העיניים מסומנות בדרך כלל בדרגות סיבוב.
בעוד שצגי מחשב משתמשים בערכי פיקסלים, ניתן להשתמש בטריגונומטריה כדי לחשב היכן למקם את המטרות הפיזיות כדי לכייל את התצוגות החזותיות. לדוגמה, אם הגירוי על מסך המחשב מתיישר עם מטרה פיזית של שתי מעלות, אז ערך הפיקסלים הזה מתאים לגירוי של שתי מעלות. כדי לכייל את המערכת, המפעיל צריך לפתוח את קובץ הפיקסל לנקודה בדרגה בתוך ספריית ההדמיה.
ראשית, הגדר את הצג לכיול באמצעות שדה מצב מתיחה. הזן את המספר אחד עבור צג העין השמאלית והמספר השני עבור צג העין הימנית. לאחר מכן הפעל את התוכנית והזיז את גירוי הקו הירוק עד שהקו הירוק יונח על גבי המטרה הפיזית.
כעת הזן את המיקום הידוע של המטרה הפיזית במעלות, ולחץ על כפתור השמירה. לאחר מכן לחץ על הקו הירוק. המעלה וערך הפיקסלים יוצגו בתצוגה בפינה השמאלית התחתונה, והמפעיל צריך לאסוף לפחות שלוש נקודות כיול.
לאחר שמירת כל נקודות הכיול, פתח את קובץ הפלט D two P Excel בספרייה החזותית. כדי להשיג את נקודות הכיול. שרטט את נקודות הכיול כדי להשיג משוואת רגרסיה ליניארית.
השתמש במשוואה כדי לחשב את המיקום ההתחלתי והסופי של הגירוי החזותי. המפעיל רוצה לתכנת בערכי פיקסלים. דוגמה לעקומת הכיול של עין שמאל ועין ימין המתקבלת באמצעות חמש נקודות כיול לגירוי בתולי מוצגת כאן.
חזור על שני השלבים הקודמים עבור הצג השני אם הגירוי דורש צג נוסף. ראשית, המפעיל צריך להגדיר את המיקום הראשוני והסופי של גירוי העין השמאלית והימנית לפני הניסוי. לשם כך, פתח קובץ טקסט חדש ובשורה הראשונה, הגדר את ערכי הזמן והמיקום ההתחלתיים.
יש להגדיר ארבעה פרמטרים, הזמן, המיקום האופקי, המיקום האנכי והסיבוב כל אחד מופרדים על ידי לשונית. כמו כן, הגדירו את ארבעת הפרמטרים הסופיים, הזמן הסופי, המיקום האופקי, המיקום האנכי וסיבוב הגירוי. שמור את הגירוי בספרייה הוויזואלית כקובץ גירוי שם גירוי dot vii, וחזור על שלב זה עבור כל גירוי I אחר.
לאחר מכן, ניתן להכליל את תנועת הגירוי לשני סוגים של תנועה. צעד פתאומי או רמפה רציפה. צעד מאפשר לגירוי לנוע או לקפוץ בפתאומיות מהמיקום ההתחלתי למצב הסופי.
על המפעיל לשים לב שהשינוי בזמן צריך להיות 0.001 שניות לגירוי צעד. דוגמה לצעד פסיכוטי, רמפת מרדף חלקה, מדרגה בתולית ורמפה בתולית מוצגות בטבלה הראשונה. עבור גירויים, אתה יכול לקבל גירוי יחיד, כגון צעד או רצף של משימות חזותיות, כגון ריבוי שלבים.
כעת, שמור את שני קבצי הגירוי בספריית הגירויים. שים לב שישנן מספר הגדרות ברירת מחדל בתוך הספרייה החזותית. השורה הראשונה היא אחוז המסך בכיוון האופקי.
הקו השני הוא אחוז המסך בכיוון האנכי. השלישי הוא תמונת הרקע, והרביעי הוא תמונת החזית או היעד. השורה החמישית מציינת שהמחשב צריך לעבוד במצב עצמאי.
השורה השישית מציינת באיזה צג משתמשים. הקו השביעי הוא יחס הגובה-רוחב של המסכים. שאר הקווים הם סוגי הגירויים השונים שהמפעיל יכול להשתמש בהם במהלך סשן ניסיוני.
כעת, פתחו את מוניטור הגירוי בעין שמאל ואת הגירוי בעין ימין. נטר קבצים מהספרייה החזותית. שני קבצים אלה מכילים את גירויי הספרייה לעין שמאל ולעין ימין בהתאמה.
בשורה האחרונה, כתוב את שם הקובץ של הגירוי שהוגדר. מספר הפרופיל מתייחס לשורה המתאימה לשם קובץ הגירוי. לדוגמה, כאן מספר הפרופיל של הגירוי הוא שמונה.
אפשר לחזור על השלבים הקודמים כדי ליצור כמה שיותר גירויים הדרושים לניסוי. לאחר מכן, ניתן לכתוב את הסקריפט לפרוטוקול הניסיוני. ראשית, פתח קובץ טקסט כדי להקליד את פקודות הפרוטוקול הניסיוני ושמור קובץ זה בספרייה החזותית כשם סקריפט לעומת קובץ.
זה יהיה קובץ הסקריפט שממנו מערכת ההדמיה תקרא ותבצע פקודות. לפונקציות החזותיות יש ארגומנטים של קלט ופלט. טבלה זו מציגה את כל הפונקציות בתוכנה החזותית שניתן להשתמש בהן כאשר הקובץ הזמני נקודה lwf אינו מוגדר.
במהלך ביצוע פונקציה זו, התוכנה לא תאחסן נתונים נכנסים לצורך דיגיטציה. מחרוזות הפלט של פונקציית קובץ היומן, או מאגר הקלט המוגדר מגירסת הניסיון של EXP לקובץ הטקסט החיצוני בספרייה החזותית. לאחר השלמת הניסוי, הקפד לשנות את שם קובץ הטקסט היוצא לשם אחר.
אחרת, הנתונים יוחלפו במהלך הניסוי הבא. פונקציית משקל ההדק ממתינה שהנבדק ילחץ על כפתור ההדק כדי להתחיל את הניסוי המסומן כניסוי exp על המסך ולבצע דיגיטציה של הנתונים. זהו ערוץ 12 בכרטיס הרכישה הדיגיטלי שהוא מחכה שהאות ישתנה מגבוה דיגיטלי לנמוך.
לבסוף, פונקציית העיכוב האקראי יוצרת עיכוב אקראי כדי למנוע חיזוי או ציפייה לגירוי הבא, ופונקציית MSD הגל מחשבת את הממוצע וסטיית התקן של הנתונים. לפני תחילת הניסוי, על הנבדק לספק הסכמה בכתב ומודעת שאושרה על ידי ועדת הביקורת המוסדית. יש להסביר את הניסוי בפירוט לפני שהנבדק יכול להסכים להשתתף.
ניתן להשתמש במוניטורים שונים של תנועות עיניים, כגון מערכת הדמיית וידאו של השתקפות הקרנית, מערכת מעקב לימבוס או סליל חיפוש סקלרה כדי לאסוף ולתעד תנועות עיניים. כאן נדגים מערכת מעקב לימבוס. לאחר מכן כוונן את מוניטור תנועת העיניים כדי ללכוד את התכונות האנטומיות של העין, כגון הלימבוס או האישון וההשתקפות של הקרנית, בהתאם למוניטור תנועת העיניים בו נעשה שימוש.
לאחר שמוניטור תנועת העיניים מותאם כראוי על הנושא, ודא שמוניטור תנועת העיניים לוכד את תנועות העיניים על ידי בקשת הנבדק לבצע מצד לצד פסיכוטי או פנימה והחוצה הנקראות תנועות בתוליות. פתח את התוכנית Read script dot vei בספרייה החזותית בפינה השמאלית העליונה, הקלד את שם הקובץ של קובץ הסקריפט של הפרוטוקול הניסיוני שנוצר קודם לכן. לאחר מכן הפעל את תוכנית קריאת הסקריפט על ידי לחיצה על כפתור החץ בפינה השמאלית העליונה.
לאחר מכן, תן לנבדק את כפתור ההדק והסביר שכאשר לוחצים על הכפתור, איסוף הנתונים יתחיל. קובץ VEI נוסף יופיע אוטומטית על המסך, אשר יתווה את הנתונים הנכנסים. הנתונים נדגמים ב-500 הרץ.
לאחר השלמת הניסוי, נקודת סקריפט הקריאה תיפסק אוטומטית בשלב זה. היכנס לספרייה החזותית וגלה את קובץ הטקסט. שנה את שם הקובץ.
אחרת, בפעם הבאה שהמפעיל יפעיל את הניסוי, קובץ הנתונים יוחלף. בסיום הניסוי, ניתן לנתח את הנתונים באמצעות חבילות תוכנה שונות כולל חביון MATLAB או Excel. מהירות שיא או משרעת עשויים להיות מעניינים בהתאם למחקר.
דוגמה לקוד ניתוח MATLAB מסופקת בספרייה החזותית כדי להתוות קודי SEC, צעדים בתוליים ורמפות בתולות. כאן אנו רואים דוגמאות לאנסמבל תנועות העיניים שניתן להקליט באמצעות המערכת הוויזואלית. בעלילות אלה אנו רואים תנועות פסיכוטיות אופייניות של 10 מעלות, הנקראות גם פרוסקו.
המחקר שלנו משתמש במידת סיבוב. ניתן לכייל את תנועות העיניים ביחידות מעלות, זוויות מטר או דיופטר פריזמה. כל עקבה מייצגת תנועת עיניים בודדת כאשר במיקום הגרף העליון מסומן במעלות כפונקציה של זמן.
הגרף התחתון הוא המהירות המשורטטת במעלות לשנייה כפונקציה של זמן. אנטי קוס מוצגים כאן. אלה תגובות פסיכוטיות.
כאשר נאמר לנבדק לעשות סקוד בכיוון ההפוך לגירוי החזותי, התגובות של הבתולה לארבע מעלות. ניתן לראות צעדים כאן והתגובות של הבתולה לגירוי רמפה של חמש מעלות לשנייה מוצגות כאן. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לכייל את המערכת לפני שהנבדק מגיע למחקר.
תן הוראות מתאימות לנושא וודא שצג תנועת העיניים מותאם כהלכה לנושא. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לתכנת באמצעות שפת הסקריפט החזותית כדי לבנות גירויים חזותיים משלך כדי לחקור מגוון רחב של ניסויים מוטוריים בעיניים. מחקר מוטורי של העין נהנה מבסיס מחקרי חזק מכיוון שהוא יכול להניב תובנה לגבי המוח הנורמלי והלא מתפקד.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מאמר זה דן בשימוש בתוכנת VisualEyes לחקר שליטה עצבית ותהליכים קוגניטיביים דרך תנועות עיניים. המערכת מאפשרת תכנות עצמאי של גירויים חזותיים על שני מסכים, ומקלה על ביצוע ניסויים שונים של שליטה מוטורית עינית.
Oculomotor experimentation provides critical insights into neural control mechanisms relevant to target validation in neuroscience drug discovery. The VisualEyes system enables flexible, programmable visual stimulus generation to support mechanistic de-risking of therapeutic hypotheses involving visual processing pathways. This capability enhances predictive confidence in preclinical models by allowing precise, reproducible eye movement measurements across diverse experimental designs.
The VisualEyes system integrates into the discovery continuum from hypothesis testing through lead identification to preclinical validation by providing a modular platform for stimulus control and response quantification.